JPH01258702A - モノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液からの溶剤回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は鋳造品、焼結品等の有孔性物体に生ずるピンホ
ール等の粗密部分にモノマー系含浸剤を充填、固化させ
て均質化する含浸操作において、たとえば、含浸後の前
記有孔性物体の表面に付着した前記モノマー系含浸剤を
洗浄溶剤で洗浄し除去する際に生ずるモノマー系含浸剤
と洗浄溶剤混合液から溶剤を分離・回収するに好適な方
法に関する。

〈従来の技術〉 鋳造品、焼結金属部品等の有孔性物体は、使用に先たち
孔部等の封孔処理がなされ、気体の洩れ止めまたは塗装
、メツキ等の操作に対して表面の改良等が行なわれてい
る。

従来、前記物品の封孔処理に際しては、ケイ酸ソーダの
如き無機材料、不飽和アルキッド、フェノール樹脂等の
有機材料が封孔材料として用いられてきた。しかし、近
年、より含浸性に優れ、かつ重合固化し、その殆どすべ
てが封孔材と化する嫌気性の（メタ）アクリル酸系モノ
マーがよりｌＪＴ適な含浸剤として用いられるに至った
。このモノマー系含浸剤を用いる含浸操作においては、
前記孔部等に含浸された嫌気性モノマーはＰｔ１１１Ａ
が遮断された状態にあり、常温または加温下に共存する
重合開始剤の作用のもとに重合し、硬化して封孔効果を
発揮する。他方、酸素との接触状態にある前記有孔性物
体の表面に付着した前記モノマー系含浸剤は、硬化が不
充分であるから、これを洗浄溶剤で洗浄除去するのであ
る。通常、この有孔性物体の表面に付着したモノマー系
含浸剤の除去は、未硬化であるほど容易であるので、含
浸剤硬化操作前に行われる。

前記表面付着モノマー除去操作にて生じるモノマー系含
浸剤と洗浄溶剤混合系の液は洗浄溶剤の回収操作に付さ
れる。

従来、このモノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液からの溶
剤の回収には、減圧蒸発または蒸溜等の減圧分離操作に
よる方法、ロータリーエバポレータを用いてより効率的
に蒸発分離する方法などが用いられていた。更には、前
記混合液に空気を吹き込んでモノマー系含浸剤の重合を
防止すると共に溶剤の揮発を促進させる工程を含む回収
方法が開示されている（特υ目昭６２−１６０２１３号
公報）。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、かかる通常の上記回収方法に用いられる
装置、例えば蒸発装置、蒸溜装置等の装置には、液滞留
部であり、かつ加熱部である箇所の存在が避けられない
こと、モノマー系含浸剤が既に重合開始剤を含んだもの
であること、モノマー系含浸剤の沸点は溶剤の沸点に比
し高いこと、更には前記混合液中のモノマー系含浸剤含
有量が少ないこと、従ってモノマー系含浸剤が蒸発缶、
リボイラー等の前記液滞留部であり、かつ加熱部である
箇所に比較的長時間に亘り滞留することが不可避的であ
ることに起因して、前記分離・ｕ！Ｉｔ収操作途上にお
いて前記加熱滞留部でモノマー系含浸剤の重合が生じ、
流動性が次第に消失し、固化するに至るなど分ｍ操作に
支障をきたすという解決すべき問題点がある。

通常、モノマー系含浸剤には、その貯蔵安定性を高める
ために、ハイドロキノン、ベンゾキノン等の重合防止剤
を共存させて用いられるが、前記分離回収操作を行なう
に当って重合防止剤を更に追加添加し、しかも、空気等
の含酸素ガスを吹き込んで酸素を共存させて行なっても
、なお、長時間の滞留加熱があるかぎり、前記問題点を
回避するのは困難であり、かかる問題点のないモノマー
系含浸剤と洗浄溶剤混合液からの溶剤の分離・回収方法
の出現が待望されていた。

本発明は、前記混合液の薄膜を伝熱面上に形成させて前
記溶剤を滞留加熱することなく蒸発させる方式の装置を
用いて重合防止剤の共存下に溶剤回収操作を行なうこと
により、前記問題を惹起することなく溶剤を分離・回収
できるということを見出し、きわめて好適なモノマー系
含浸剤と洗浄溶剤混合液から溶剤を分離・回収する方法
を提供せんとするものである。

く課題を解決するための手段〉 本発明に係る溶剤回収方法はモノマー系含浸剤と洗浄溶
剤混合液から洗浄溶剤を回収する溶剤回収方法であって
、この混合液を薄膜蒸発器に供給し、重合防止剤共存下
に前記溶剤を蒸気として溜出させて回収することを特徴
としている。

本発明にいうモノマー系含浸剤は前記従来技術上の問題
を惹起するに足る重合性を有するモノマーを主体とする
含浸組成物であり、このモノマーは、通常、（メタ）ア
クリル酸エステル系モノマーである。とリオ〕け、洗浄
溶剤の揮発度に比し、かなり小さい揮発度をもつ前記モ
ノマーがより好適である。このモノマーとしては、例え
ば２−ヒドロキシエチルメタクリレート、１−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタ
クリレート、１−ヒドロキシプロピルメタクリレートな
どを含むアルキル基の炭素数が２０位までのヒドロキシ
アルキルメタクリレ−１へやアルキルメタクリレ−１−
１そして、エチレングリコール又はプロピレングリコー
ルの付加モル数２０位までのグリコールメタクリレート
等が用いられる。

また、多価アルコールのアクリル酸エステルも使用でき
、具体的には例えば、ジエチレングリコールジメタクリ
レート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタクリレ−１−１１，２−プロピレング
リコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジ
メタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレ
ート、ジ（ペンタ−メチレングリコール）ジメタクリレ
−１−、テトラエチレングリコールジアクリレー１−１
　テトラエチレングリコール−（グロルーアクリレート
）、ジグリセロールジアクリレート、　グリセリントリ
メタクリレ−１−、トリメチロールプーロパントリメタ
クリレート、ジグリセロールテトラメタクリレート等が
例示される。

本発明に用いられる洗浄溶剤は、回収に好都合な低沸点
溶剤である。前記モノマー系含浸剤と揮発度において、
著しく大きな差異を有する溶剤、すなわち沸点が高々１
２５℃である溶剤が好適である。また、あまりに低沸点
でありすぎると貯蔵。

使用等に支障を来たすので３５２０以上の沸点を有する
溶剤が好ましい。また、モノマー系含浸剤との相溶性、
このモノマーの重合物の溶解性等に優れた低沸点ハロゲ
ン化炭化水素がより好適に用いられる６なかでも、フロ
ン系溶剤と通常呼称される塩素系−フッ素系炭化水素が
一層好適である。塩素系炭化水素としては、メチレンク
ロライド、クロロホルム、１−リクロロエチレン、テト
ラクロロエチレン等がある。いわゆる、フロン系溶剤と
しては、低沸点（４７，６℃１ａｔｅ）であり、表面張
力も小さく、溶解性に優れた１、１．２−　トリクロロ
−１，２゜２−１〜リフルオロエタン（以下フロン−Ｔ
と略記する）があり、より好適に用いられる。更にフロ
ン系溶剤を一成分とする共沸系混合溶剤も好適に用いら
れる。かかる共沸系混合溶剤としては、フロン−Ｔ／塩
化メチレン共沸系混合溶剤、フロン−Ｔ／エタノール共
沸系混合溶剤、フロン−Ｔ／アセトン共沸系混合溶剤等
がある。

モノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液の薄膜を伝熱面上に
形成させて溶剤を蒸発させる方式の装置、すなわち薄膜
蒸発器としては、垂直に取付けられた伝熱管を外部より
加熱する流下式薄膜蒸発器、第１図又は第２図に示すよ
うに蒸発器部分として二重壁の伝熱管胴体（１）　（１
０１）とその外側から加熱ジャケット（２）（１０２）
により加熱される管体からなり、この管体がその内部に
同心的に設けられていて、かつ回転可能な回転軸（５）
　（１０５）に固定されている回転Ｒ（８）　（ｌｏｇ
）からなる撹拌部材、それぞれ少なくとも一つのモノマ
ー系含浸剤と洗浄溶剤混合液の処理液入口（１１）（１
１１）と処理液の遠心式ディストリビュータ（１０）（
１１０）及びモノマー排出部（１３）　（１１３）並び
に溶剤蒸気出口（１２）　（１１２）とを備えている遠
心式薄膜蒸発器等がある。

流下式蒸発器においては、前記モノマー系含浸剤と洗浄
溶剤混合液は、垂直に設置された伝熱管胴体（１）　（
１０１）の内壁を簿膜状に流下し、ジャケット（２）（
１０２）から加熱されて低沸点成分である溶剤が５発す
る。このために大きな伝熱係数が得られる。この利点を
最大に生かすためには各伝熱管に前記混合液を均等に給
液し、かつ各伝熱管内壁に乾き面を生じないように均一
に薄膜を形成することが特に重要となる。各伝熱管内壁
に上記のように均一な薄膜を形成する方法として、伝熱
管上端に切り欠きせきや旋回流を与える制御子を差込む
方法が採られる。しかし、これらの伝熱管周辺部より前
記混合液を給液するオーバーフロ一方式では、いづれも
装置の加工、組立据付の各段階において、装置の工作精
度及び水平度が十分であるよう留意が必要である。さも
ないと液面の勾配によって各伝熱管への液配分が不均等
になり、したがって均一な薄膜を得ることが困難となる
からである。かかる欠点を排除し、より確実に均一な流
下薄膜流を得ることができること、より効率的蒸発をも
たらす薄膜流への擾乱の付与、更に酸素共存下に行なう
場合における酸素の薄膜への拡散の前記擾乱による増加
等が得られること等の観点から第１図又は第２図に示す
遠心式ディストリビュータ（１０）（ｔｔｏ）を備えた
遠心式薄膜蒸発器がより好適に用いられる。なお、前記
撹拌部材は第１図に示す上下に分割されることなく設け
られた回転翼（８）としてもよく、また、第２図に示す
上下に幾つかに分割して設けられた回転５（（＋０８）
としてもよい。

なお、流下液膜流の薄膜蒸発器内における滞留時間は、
前記溶剤の沸点、モノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液の
粘度等に依存するので使用溶剤、モノマー系含浸剤等に
より一義的には定まらないが、高々数分間であるように
選定される。通常、数秒ないし数十秒の滞留時間が採ら
れる。

モノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合系から、本発明に用い
る薄膜蒸発器によりきわめて短時間の加熱部における滞
留時間の下で前記溶剤の分離・回収を行なう場合におい
ても、前記モノマー含浸剤の重合性に起因する長期３１
１！続運転における撹拌翼部等への重合物の生成、成長
、付着、蓄積等を防止するために重合防止剤共存下に行
なうことが必要である。

処理原液であるモノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液は前
述のようにモノマー系含浸剤が重合防止剤を含有するの
が通常であり、したがって前記混合液中には重合防止剤
を含むので重合防止剤を新たに追加添加することなく薄
膜蒸発器へ前記混合液を供給し、前記溶剤回収を行なう
ことは可能である。しかしながら、処理原液中のモノマ
ー系含浸剤の含有率は小さく、したがって重合防止剤の
濃度が小さい場合が多く、通常、処理原液は、例えばハ
イドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ベ
ンゾキノン等の重合防止剤を新たに追加添加して前記薄
膜蒸発器へ供給されるのがより好ましい、また、重合防
止剤として酸素を共ひさせるには前記蒸発器の下部より
空気等の酸素含有ガスを供給して行なうことができる。

この場合、前記のように遠心式薄膜蒸発器の使用におい
ては、撹拌翼による擾乱の発生により酸素の流下液膜へ
の拡散速度の増加がもたらされて、酸素の重合防止作用
が助長され重合防止効果が一層高められる。

本発明の方法は、常圧下または減圧下のいずれの条件下
においても行ない得て、その効果を享受することができ
る。減圧下にあっては、前記溶剤の蒸発温度が低下する
利点はあるものの圧力保持設備および操作を必要としな
い常圧下で行なう場合に比し、実質的には殆ど差を認め
薙い。したがって、最も容易に、かつ経済的に連続操作
を可能とする常圧下で行なうことがより好適である。

く作用および発明の効果〉 前述のように、比較的低沸点洗浄溶剤とこの溶剤に比し
て揮発度の低いモノマー系含浸剤とを含むモノマー系含
浸剤と洗浄溶剤混合液の流下薄膜が薄膜蒸発器内で形成
され前記両者の揮発度の差が比較的大きいことと、熱伝
達速度が大きいこと等に起因して大きな前記溶剤の蒸発
速度が得られて、きわめて短時間にその溶剤の蒸発分離
が行なわれる。更に加熱される伝熱面は、処理液の滞留
時間がきわめて短時間である流下液膜部に限定され、し
たがって溶剤除去後のモノマー系含浸剤は前記液膜部の
他には滞留し、加熱される部分を有さず、したがってモ
ノマー系含浸剤の重合が著しく抑制される。

上記のように本発明に係るモノマー系含浸剤と洗浄溶剤
混合液からの溶剤回収方法は、従来、技術上の問題を排
除したきわめて優れた溶剤回収方法となっている。

〈実施例〉 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に詳しく説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

鋳造品である自動車のエンジンブロックに減圧下に脱気
操作を施した後、この脱気圧下にジエチレングリコール
ジメタクリレートに重合触媒としてクメンハイドロパー
オキサイドを添加したモノマー系含浸剤の液中に浸漬し
た。次いで、この圧力を常圧に復し、更に３気圧の加圧
状態となし常温下に含浸処理を行なった。前記エンジン
ブロックを含浸液中より取り出し表面に付着した含浸剤
を液切りした後、前記フロン−Ｔを洗浄溶剤とし。

なお９表面に付着残存した含浸液をフロン洗’ｔＰ装置
で洗浄し除去した。この際、得られた含浸液とフロン−
Ｔ混合系洗浄廃液は約９重量％のジエチレングリコール
ジメタクリレートを含有していた。

この洗浄廃液を第１図に示した遠心式薄膜蒸発器に供給
し、　２ｋｇ／ａ＃Ｇの加圧スチームを伝熱管１］ｉ１
体（１）の加熱ジャケット（２）に熱源として供給して
常圧下にフロン−Ｔの蒸発・分離・回収を連続操作で行
なった。この５発器内の平均滞留■、！間が約５０秒と
なるように、前記洗浄廃液供給量が調整された。平均滞
留時間とは薄膜形成部の容積を洗浄廃液供給量と処理後
モノマー系含浸削出Ｄ（１３）からの排出量との平均で
除して算出される値をいう。

前記蒸発・分離・回収に当っては、重合防止剤としてハ
イドロキノン５０ｐｐｍを前記洗浄廃液に添加し、かつ
、下部肩体（４）に設けられた導入口（図示されない）
から空気１００　Ｑ　／　ｈｒ吹き込んでｏ２共存雰囲
気下で行なった。

分離・蒸発したフロン−Ｔは、蒸気出口（１２）から排
出され凝縮器にて凝縮され補集された。フロン−Ｔの回
収率は９９％以上であった。　　、また、処理後のモノ
マー系含浸剤出口（１３）より排出されるジエチレング
リコールジメタクリレーｌ−は殆どこのモノマーのポリ
マーおよびフロン−Ｔを含有していなかった。

なお、連続運転時間２５０時間経過後、前記薄膜蒸発器
を分解し、内部を点検したがポリマーの生成は見られな
かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のモノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液か
らの溶剤回収方法に用いられる遠心式薄膜蒸発器の断面
図、第２図は他の例を示す同断面図である。 （１）　（ｌｏｔ）伝熱管胴体　（２）　（１０２）加
熱ジャケラ１−（５）　（１０５）回転軸　　　（８）
　（１０８）回転翼（１０）（１１０）ディストリビュ
ータ（１１）（１１１）処理液入口（１２）　（＋１２
）蒸気出口（１３）　（１１３）モノマー系含浸剤出口
以上 出願人　株式会社中央発明研究所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　モノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液を薄膜蒸発器に
   供給し、重合防止剤共存下に前記溶剤を蒸気として溜出
   させて回収することを特徴とするモノマー系含浸剤と洗
   浄溶剤混合液からの溶剤回収方法。 ２　薄膜蒸発器が遠心式薄膜蒸発器である請求項１記載
   のモノマー系含浸剤と洗浄溶剤混合液からの溶剤回収方
   法。